数字信号处理的流程

目录

    前言

    1、模拟信号转化成数字信号，再转换回来的过程 

    2、模拟信号转化为数字信号

            2.1 采样

            2.2 实例

    3、如何把数字信号恢复成模拟信号

            3.1信号变换过程中的频谱（傅里叶变换）

            3.2把数字信号恢复成模拟信号

                3.2.1 理想恢复

                3.2.2 实际恢复

    4、 数字信号处理整个过程 

前言

    数字信号处理，曾经认为是一门无关紧要的课，到现在却发现是如此的重要，而且有意思。相比传统的软件编程，数字信号处理不仅讲究逻辑思维，而且需要过关的数学技能。将数学转化为程序实现，这的确是一门有意思的学问--“算法”。

1、模拟信号转化成数字信号，再转换回来的过程

    本文讨论的是数字信号处理的过程，不过我觉得从“模拟信号转化成数字信号，再转换回来的过程”引入更好。就是一个模拟信号，你把它转化成数字信号，然后尽可能与原始信号接近的恢复。这里刚开始不涉及对转换而来的数字信号处理的详细论述。

 

    M:上图的整个过程，关键环节就是ADC采样和DAC还原，要求它们的精度相同，更重要的是转换频率相同。

2、模拟信号转化为数字信号

2.1 采样

    M:实际上就是以Fs（1/T）的采样脉冲进行采样，得到离散信号，然后量化（这样才能存储到数字存储器中），得到数字信号。

2.2 实例

3、如何把数字信号恢复成模拟信号

3.1信号变换过程中的频谱（傅里叶变换）

 

     M:采样后的信号频谱是以采样频率的周期（=2*pi/T）进行周期延拓的，可以只取一个周期（-pi/T，pi/T）来观察其频谱特性。

3.2把数字信号恢复成模拟信号

3.2.1 理想恢复

原始信号

采样并转化后的数字信号

理想滤波器滤波（1.5.9式的实现过程）

最终还原后的信号

    M:理论上，满足采样定理采样得到的数字信号，忽略量化误差，经过理想低通滤波器的滤波，能过无误差的恢复（完全恢复）原始信号。但实际上，有量化误差，而且理想低通滤波器是不存在的（非因果系统），所以需要找到能够逼近理性低通滤波器的可行方案。

3.2.2 实际恢复

 

零阶保持器的单位冲击响应（DAC的单位冲击响应）

零阶保持器的频率特性（理想低通滤波器的一种逼近方式）

零阶保持器对一个数字信号的恢复过程

4、 数字信号处理整个过程

 

参考教材:  西电出版的《数字信号与处理》第三版